频域相位编解码系统分析
频域相位编解码系统分析
系统中输入的光脉冲时间周期与光栅频谱分辨率和码长度关系式为式中 α为常数，α=0.442；ω为光束模场半径；θd为光栅衍射角；f为码长；c为真空中的光速。
如假定ω =10 mm，θd为π/2，码长度分别为31、127和512，则输入光脉冲时间周期须不大于1 ps、0.24 ps、0.06 ps。根据文献[6]，在光栅相位掩模板的频域相位编解码系统中，当同时激活用户数n受到光源带宽和空间分辨率的限制时，其用户数为式中 fin 为输入光脉冲带宽；λ为光脉冲中心波长；tg为光栅周期；η为修正系数。
采用相位编解码，不论输入“1”或“0”都有光信号输出，假定发送“1”或“0”的概率相同，则接受平均光功率为式中 ec为每个chip光脉冲能量；δ为系统能量误差。
根据文献[7]，得到考虑码位误差时，假定对系统信噪比的影响上表现在噪声的增加，码位误差引起的系统当量噪声为光脉冲在探测器引起的散粒噪声和系统热噪声(服从高斯分布)， 由于散粒噪声和热噪声是相互独立的[8]，所以总噪声为
考虑散粒噪声和热噪声时系统信噪比为
考虑码位误差时系统信噪比为
仿真结果与讨论
根据频域相位编解码系统分析结果进行仿真。仿真过程中假定采用双极性walsh码，码长31、127和512，系统工作中心波长1 550 nm，得到图3～6所示结果。
图3绘出了在不同接受光功率条件下的不同激活用户数与误码率的关系曲线。系统中假定每个用户传输速率为622 mb/s，接受光功率分别为5、10、15和20 μw。从图3可得：误码率在相同激活用户数况且下，当光功率增加，系统的误码率值也得到降低，如激活用户数为60，接受光功率分别为5、10、15和20 μw时，其误码率约为10−7、10−11、10−15和10−20，采用适当的光功率有利提高系统的性能。图4不同码位误差对系统的性能影响。当码位误差为0.01，码位误差对系统的性能影响很小，此时误码率趋近码位误差为0的情况。
当码位误差为0.2，则码位误差对系统的性能影响则比较大，如信噪比为15 db，误码率恶化了近一个数量级，由此可见在设计lcm时需考虑码位误差，对提高系统的性能是很重要的。
图3 不同接受光功率的误码率与用户数的关系曲线 图4 不同码位误差的误码率与信噪比的关系曲线
当码长分别为31、127和512，相位误差0.2，采用bpsk调制时，误码率与信噪比的关系曲线如图5所示。从图5可得到：在相同相位误差的况且下，当码长比较大时，系统的性能得到了提高，如信噪比15 db，相
位码长分别为31、127和512时，误码率分别10−7、10−10和10−13。码长比较小时，误码率随信噪比的变化曲线表现出比较平缓，反之变化曲线的斜率则比较大，表明误码率受码位误差的影响较码字短时大，所有在考虑系统的性能时需采用折衷思想进行码的选择与lcm的设计。图6给出了单、双极码对系统性能的影响。实线和点线对应双极码在理想和非理想况且误码率与信噪比的关系曲线，由式(9)可得对于双极码(如walsh)的互相关很小，如图6所示。单极码对应误码率与信噪比如长划线所示，由于单极码相关性较双极码差，在图中表现出在相同条件下误码率有很大的恶化，如信噪比15 db，误码率恶化了近4个数量级。
图5 不同相位码长的误码率与信噪比的关系曲线 图6 单双极码的误码率与与信噪比的关系曲线
频域相位编解码ocdma系统模型为基础，得到了码位误差对b-ocdma系统影响的数学表达式。通过仿真讨论了光功率、码位误差和码字对系统的影响。结果表明，当光功率在规定界限内时，较大的光功率对系统性能有很大的改善；码位误差约0.20时，系统性能恶化比较明显；码字比较大时有利于提高系统的性能；系统中当码位误差一定时选择双极码对系统性能明显优于单极码。本文研究结果在理论和实践上都有一定的参考价值。
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如假定ω =10 mm，θd为π/2，码长度分别为31、127和512，则输入光脉冲时间周期须不大于1 ps、0.24 ps、0.06 ps。根据文献[6]，在光栅相位掩模板的频域相位编解码系统中，当同时激活用户数n受到光源带宽和空间分辨率的限制时，其用户数为式中 fin 为输入光脉冲带宽；λ为光脉冲中心波长；tg为光栅周期；η为修正系数。
采用相位编解码，不论输入“1”或“0”都有光信号输出，假定发送“1”或“0”的概率相同，则接受平均光功率为式中 ec为每个chip光脉冲能量；δ为系统能量误差。
根据文献[7]，得到考虑码位误差时，假定对系统信噪比的影响上表现在噪声的增加，码位误差引起的系统当量噪声为光脉冲在探测器引起的散粒噪声和系统热噪声(服从高斯分布)， 由于散粒噪声和热噪声是相互独立的[8]，所以总噪声为
考虑散粒噪声和热噪声时系统信噪比为
考虑码位误差时系统信噪比为
仿真结果与讨论
根据频域相位编解码系统分析结果进行仿真。仿真过程中假定采用双极性walsh码，码长31、127和512，系统工作中心波长1 550 nm，得到图3～6所示结果。
图3绘出了在不同接受光功率条件下的不同激活用户数与误码率的关系曲线。系统中假定每个用户传输速率为622 mb/s，接受光功率分别为5、10、15和20 μw。从图3可得：误码率在相同激活用户数况且下，当光功率增加，系统的误码率值也得到降低，如激活用户数为60，接受光功率分别为5、10、15和20 μw时，其误码率约为10−7、10−11、10−15和10−20，采用适当的光功率有利提高系统的性能。图4不同码位误差对系统的性能影响。当码位误差为0.01，码位误差对系统的性能影响很小，此时误码率趋近码位误差为0的情况。
当码位误差为0.2，则码位误差对系统的性能影响则比较大，如信噪比为15 db，误码率恶化了近一个数量级，由此可见在设计lcm时需考虑码位误差，对提高系统的性能是很重要的。
图3 不同接受光功率的误码率与用户数的关系曲线 图4 不同码位误差的误码率与信噪比的关系曲线
当码长分别为31、127和512，相位误差0.2，采用bpsk调制时，误码率与信噪比的关系曲线如图5所示。从图5可得到：在相同相位误差的况且下，当码长比较大时，系统的性能得到了提高，如信噪比15 db，相
位码长分别为31、127和512时，误码率分别10−7、10−10和10−13。码长比较小时，误码率随信噪比的变化曲线表现出比较平缓，反之变化曲线的斜率则比较大，表明误码率受码位误差的影响较码字短时大，所有在考虑系统的性能时需采用折衷思想进行码的选择与lcm的设计。图6给出了单、双极码对系统性能的影响。实线和点线对应双极码在理想和非理想况且误码率与信噪比的关系曲线，由式(9)可得对于双极码(如walsh)的互相关很小，如图6所示。单极码对应误码率与信噪比如长划线所示，由于单极码相关性较双极码差，在图中表现出在相同条件下误码率有很大的恶化，如信噪比15 db，误码率恶化了近4个数量级。
图5 不同相位码长的误码率与信噪比的关系曲线 图6 单双极码的误码率与与信噪比的关系曲线
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